Co dzieje się z solami podczas rozpuszczania?

Czy sole przewodzą prąd elektryczny?

Polecenie 1

Za pomocą symulacji zbadaj przewodnictwo elektryczne soli w postaci stałej, stopionej oraz w roztworach wodnych. Wybierz z listy odpowiednią sól i sprawdź, kiedy żarówka się świeci.

Zapoznaj się opisem symulacji, w której zbadano przewodnictwo soli w postaci stałej, stopionej oraz w roztworach wodnych.

Zapoznaj się zapisem symulacji, w której zbadano przewodnictwo soli w postaci stałej, stopionej oraz w roztworach wodnych.

Symulacja 1

R1AK4SFL7RNA1

Symulacja interaktywna pt. "Czy sole przewodzą prąd elektryczny w stanie stałym, stopionym i w roztworze wodnym?"
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R12NzsHNtGZkr

Rr3MrpbNa5veu

Czy wodne roztwory soli przewodzą prąd elektryczny?

Doświadczenie 1

Przeprowadź doświadczenie chemiczne polegające na zbadaniu przewodnictwa elektrycznego wodnych roztworów wybranych soli.

RdGbUX9YIhHgz

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Przeprowadzono doświadczenie chemiczne polegające na zbadaniu przewodnictwa elektrycznego wodnych roztworów wybranych soli.

Problem badawczy:

Czy wodne roztwory soli przewodzą prąd elektryczny?

Hipoteza:

Wodne roztwory soli przewodzą prąd elektryczny.

Co było potrzebne:

$6$ zlewek o pojemności $100 {cm}^{3}$ ;
pręciki szklane;
łyżeczki;
woda destylowana;
urządzenie z żarówką do badania przewodnictwa elektrycznego roztworów;
stały chlorek wapnia;
stały chlorek sodu (sól kamienna);
stały siarczan $(VI)$ magnezu;
stały węglan sodu;
stały azotan $(V)$ potasu.

Przebieg doświadczenia:

Do sześciu jednakowych zlewek wlano $50 {cm}^{3}$ wody destylowanej. Do pięciu z nich wsypano $3 g$ następujących substancji:

do zlewki $1 .$ – chlorku wapnia;
do zlewki $2 .$ – chlorku sodu;
do zlewki $3 .$ – siarczanu $(VI)$ magnezu;
do zlewki $4 .$ – węglanu sodu;
do zlewki $5 .$ – azotanu $(V)$ potasu.

Zawartość pięciu zlewek dokładnie wymieszano za pomocą szklanych pręcików. Do każdego z roztworów oraz do zlewki z wodą destylowaną wprowadzono urządzenie do badania przewodnictwa elektrycznego i sprawdzono, w którym z roztworów zaświeciła się żarówka.

Obserwacje:

W każdym z roztworów soli żarówka się zaświeciła. W wodzie destylowanej nie zaobserwowano świecenia żarówki

Wnioski:

Przygotowane roztwory soli przewodzą prąd elektryczny. Sole pod wpływem wody ulegają procesowi dysocjacji elektrolitycznej. W wodnych roztworach soli obecne są jony, które mogą swobodnie się poruszać i transportować ładunki elektryczne.

Polecenie 2

Zapisz obserwacje i wnioski oraz zweryfikuj postawioną hipotezę.

RoofhuFWoIima

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R1PB2wEUeAVMC

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Prąd elektryczny przewodzą takie związki chemiczne, które zbudowane są z jonów. Należy jednak pamiętać, że jony te muszą mieć możliwość swobodnego poruszania się, tzn. nie mogą być związane silnymi wiązaniami jonowymi, jakie występują w solach w stanie stałym.

Skąd w roztworze wodnym soli biorą się jony?

Rozpuszczalne w wodzie sole są elektrolitami, ponieważ ich roztwory wodne przewodzą prąd elektryczny. Pod wpływem wody kryształy soli ulegają rozpadowi na jony, z których są zbudowane. Uwalniane są wówczas kationy metali i aniony reszty kwasowej. Proces ten nazywa się dysocjacją elektrolityczną.

Należy przy tym pamiętać, że sole w stałym stanie skupienia nie przewodzą prądu elektrycznego. Występujące w krysztale jony są unieruchomione (mogą tylko wykonywać drgania, ale nie mogą się poruszać).

Polecenie 3

Obejrzyj film, w którym przedstawiono proces rozpuszczania i dysocjacji elektrolitycznej chlorku sodu, a następnie rozwiąż ćwiczenie.

RJyjH9THegEm7

Film $pt .$ Proces rozpuszczania i dysocjacji elektrolitycznej chlorku sodu w wodzie
Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RlVx0TKi07TTx

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Chlorek sodu ulega zatem procesowi dysocjacji elektrolitycznej. W jego wyniku z sieci krystalicznej uwalniane są jony, z których zbudowane są kryształy chlorku sodu.

Chlorek sodu, o wzorze $NaCl$ , jest zbudowany z kationów sodu ( ${Na}^{+}$ ) i anionów chlorkowych ( ${Cl}^{-}$ ), dlatego proces dysocjacji elektrolitycznej zapisujemy następująco:

$NaCl \overset{H_{2} O}{\to} {Na}^{+} + {Cl}^{-}$

$chlorek sodu \overset{H_{2} O}{\to} kation sodu + anion chlorkowy$

W jaki sposób zapisać równanie dysocjacji elektrolitycznej azotanu $(V)$ żelaza $(III)$ o wzorze $Fe {({NO}_{3})}_{3}$ ?

Azotan $(V)$ żelaza $(III)$ zbudowany jest z kationów żelaza $(III)$ ( ${Fe}^{3 +}$ ) oraz anionów azotanowych $(V)$ ( ${NO}_{3}^{-}$ ). W krysztale $Fe {({NO}_{3})}_{3}$ na jeden kation ${Fe}^{3 +}$ przypadają trzy aniony ${NO}_{3}^{-}$ . Dlatego równanie procesu dysocjacji elektrolitycznej zapisujemy następująco:

$Fe {({NO}_{3})}_{3} \overset{H_{2} O}{\to} {Fe}^{3 +} + 3 {NO}_{3}^{-}$

$azotan (V) żelaza (III) \overset{H_{2} O}{\to} kation żelaza (III) + anion azotanowy (V)$

Pamiętaj, że suma ładunków dodatnich musi się równać sumie ładunków ujemnych po lewej i prawej stronie równania. Przeanalizuj poniższą tabelę, w której zamieszczono równania procesów dysocjacji elektrolitycznej niektórych soli, a następnie wykonaj ćwiczenie.

Zapis opisujący proces dysocjacji przykładowych soli
Nazwa soli	Wzór sumaryczny soli	Dysocjacja soli
azotan $(V)$ potasu	$K {NO}_{3}$	${KNO}_{3} \overset{H_{2} O}{\to} K^{+} + {NO}_{3}^{-}$
siarczan $(VI)$ miedzi $(II)$	${CuSO}_{4}$	${CuSO}_{4} \overset{H_{2} O}{\to} {Cu}^{2 +} + {SO}_{4}^{2 -}$
fosforan $(V)$ potasu	$K_{3} {PO}_{4}$	$K_{3} {PO}_{4} \overset{H_{2} O}{\to} 3 K^{+} + {PO}_{4}^{3 -}$
azotan $(V)$ ołowiu $(II)$	$Pb {({NO}_{3})}_{2}$	$Pb {({NO}_{3})}_{2} \overset{H_{2} O}{\to} {Pb}^{2 +} + 2 {NO}_{3}^{-}$
siarczan $(VI)$ żelaza $(III)$	${Fe}_{2} {({SO}_{4})}_{3}$	${Fe}_{2} {({SO}_{4})}_{3} \overset{H_{2} O}{\to} 2 {Fe}^{3 +} + 3 {SO}_{4}^{2 -}$

Polecenie 4

Zapisz równanie procesu dysocjacji elektrolitycznej azotanu $(V)$ glinu o wzorze $Al {({NO}_{3})}_{3}$ .

RPwdk2CQdjZxr

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R14y5x8X9Y5ON

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Pamiętaj, że azotan $(V)$ glinu zbudowany jest z kationów glinu ( ${Al}^{3 +}$ ) oraz anionów azotanowych $(V)$ ( ${NO}_{3}^{-}$ ). W krysztale $Al {({NO}_{3})}_{3}$ na jeden kation ${Al}^{3 +}$ przypadają trzy aniony ${NO}_{3}^{-}$ .

$Al {({NO}_{3})}_{3} \overset{H_{2} O}{\to} {Al}^{3 +} +3 {NO}_{3}^{-}$

R1YLF46mCtLfX1

Ćwiczenie 1

Uzupełnij równania reakcji, które zachodzą podczas rozpuszczania w wodzie soli o wzorze: L i C l oraz K N O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego. Następnie wstaw w puste pola odpowiednie wyrażenia. K N O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, H indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O powyżej, strzałka w prawo, K indeks górny, plus, koniec indeksu górnego, plus 1. N O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, indeks górny, minus, koniec indeksu górnego, 2. nie przewodzą, 3. przewodzą, 4. kowalencyjnej, 5. N O indeks górny, minus, koniec indeksu górnego, 6. jonowej, 7. C l indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, strzałka do góry, 8. H C l, 9. C l indeks górny, minus, koniec indeksu górnego

L i C l H indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O powyżej, strzałka w prawo, L i indeks górny, plus, koniec indeksu górnego, plus 1. N O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, indeks górny, minus, koniec indeksu górnego, 2. nie przewodzą, 3. przewodzą, 4. kowalencyjnej, 5. N O indeks górny, minus, koniec indeksu górnego, 6. jonowej, 7. C l indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, strzałka do góry, 8. H C l, 9. C l indeks górny, minus, koniec indeksu górnego

Zarówno azotan(pięć) potasu, jak i chlorek litu to związki chemiczne o budowie 1. N O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, indeks górny, minus, koniec indeksu górnego, 2. nie przewodzą, 3. przewodzą, 4. kowalencyjnej, 5. N O indeks górny, minus, koniec indeksu górnego, 6. jonowej, 7. C l indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, strzałka do góry, 8. H C l, 9. C l indeks górny, minus, koniec indeksu górnego. Sole te 1. N O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, indeks górny, minus, koniec indeksu górnego, 2. nie przewodzą, 3. przewodzą, 4. kowalencyjnej, 5. N O indeks górny, minus, koniec indeksu górnego, 6. jonowej, 7. C l indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, strzałka do góry, 8. H C l, 9. C l indeks górny, minus, koniec indeksu górnego prąd elektryczny w postaci stopionej oraz w roztworze wodnym. W stanie stałym 1. N O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, indeks górny, minus, koniec indeksu górnego, 2. nie przewodzą, 3. przewodzą, 4. kowalencyjnej, 5. N O indeks górny, minus, koniec indeksu górnego, 6. jonowej, 7. C l indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, strzałka do góry, 8. H C l, 9. C l indeks górny, minus, koniec indeksu górnego prądu elektrycznego.

RJvJmrBE3wZ5G1

Ćwiczenie 2

Podsumowanie

Stopione sole przewodzą prąd elektryczny
Wodne roztwory soli przewodzą prąd elektryczny – sole są zatem elektrolitami.
Sole w wodzie ulegają dysocjacji elektrolitycznej, czyli rozpadają się (dysocjują) na kationy metali i aniony reszty kwasowej.

Słownik

sole

związki chemiczne zwykle o budowie jonowej, składające się głównie z kationów metali i anionów reszty kwasowej

kation

jon o ładunku dodatnim (+), np. ${Na}^{+}$ , ${Ca}^{2 +}$ , ${Al}^{3 +}$ , ${NH}_{4}^{+}$

anion

jon o ładunku ujemnym (-), np. ${Cl}^{-}$ , $S^{2 -}$ , ${SO}_{4}^{2 -}$

dysocjacja elektrolityczna

rozkład substancji na jony (kationy i aniony) pod wpływem rozpuszczalnika o budowie polarnej, np. wody.

elektrolit

substancja, która przewodzi prąd elektryczny po stopieniu lub rozpuszczeniu. W stanie stałym nie przewodzi prądu elektrycznego

bg‑gold

Notatnik

RwrUSAFAJrnd8

Jak zachowują się sole po wprowadzeniu do wody?

W jaki sposób można otrzymać sole?

Czy sole przewodzą prąd elektryczny?

Skąd w roztworze wodnym soli biorą się jony?

Podsumowanie

Słownik

Notatnik